[發(fā)明專利]一種仿生八足特種機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910401095.0
• 申請(qǐng)日: 2019-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN110077486B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊子豪;苑明海;楊澤南;顏廷鵬;馬正闊;任東方;孟創(chuàng)熙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號(hào): B62D57/032
• 分類號(hào): B62D57/032
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的一種仿生八足特種機(jī)器人，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中輪式和履帶式機(jī)器人在復(fù)雜地面環(huán)境中運(yùn)動(dòng)能力不足的技術(shù)問題，一種仿生八足特種機(jī)器人，包括軀干，軀干左、右兩側(cè)各有四條機(jī)械足，所述機(jī)械足包括第一行走機(jī)構(gòu)和第二行走機(jī)構(gòu)，第一行走機(jī)構(gòu)通過機(jī)架與軀干固連，第二行走機(jī)構(gòu)和第一行走機(jī)構(gòu)分別與電機(jī)2的轉(zhuǎn)子和定子連接，第一行走機(jī)構(gòu)和第二行走機(jī)構(gòu)互相配合實(shí)現(xiàn)軀干平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所述仿生八足特種機(jī)器人可以通過機(jī)構(gòu)調(diào)整，模仿多種八足類生物，如蜘蛛、螃蟹等，整體的運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)，結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、變化靈活具有越障功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種仿生八足特種機(jī)器人。

背景技術(shù)

輪式和履帶式機(jī)器人由于移動(dòng)速度快、運(yùn)動(dòng)效率巧、控制方便、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)，一直是地面移動(dòng)機(jī)器人的首選類型。但是，在對(duì)復(fù)雜地形環(huán)境適應(yīng)性、運(yùn)動(dòng)靈活性、運(yùn)動(dòng)效率等方面，輪式和履帶式機(jī)器人都存在明顯局限性。人們迫切需求一種能夠在復(fù)雜環(huán)境中作業(yè)的機(jī)器人，相對(duì)于輪式和履帶式機(jī)器人，多足步行機(jī)器人特別是八足機(jī)器人有著超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，同時(shí)對(duì)地面破壞小、靈活度高，而且其冗余結(jié)構(gòu)也保證了在一條腿失去運(yùn)動(dòng)能力的情況下同樣保證穩(wěn)定的行走。優(yōu)化八足仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)，正成為國內(nèi)外八足仿生機(jī)器人的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)。目前，國內(nèi)外對(duì)于八足仿生特種機(jī)器人的研究還不夠深入，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠優(yōu)化，只能模仿單一八足類生物的運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)速度不可調(diào)節(jié)，具有很大局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種仿生八足特種機(jī)器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)中輪式和履帶式機(jī)器人在復(fù)雜地面環(huán)境中運(yùn)動(dòng)能力不足的技術(shù)問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種仿生八足特種機(jī)器人，包括軀干，軀干左、右兩側(cè)各有四條機(jī)械足，所述機(jī)械足包括第一行走機(jī)構(gòu)和第二行走機(jī)構(gòu)，第一行走機(jī)構(gòu)通過機(jī)架與軀干固連，第二行走機(jī)構(gòu)和第一行走機(jī)構(gòu)分別與電機(jī)2的轉(zhuǎn)子和定子連接，第一行走機(jī)構(gòu)和第二行走機(jī)構(gòu)互相配合實(shí)現(xiàn)軀干平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

左側(cè)四條所述機(jī)械足等距排列，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)副連接上完全相同；右側(cè)四條所述機(jī)械足等距排列，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)副連接上完全相同；左、右兩側(cè)的機(jī)械足在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)副連接上完全鏡像對(duì)稱。

所述第一行走機(jī)構(gòu)包括擺桿，擺桿一端與電機(jī)1的轉(zhuǎn)子固連，另一端與電機(jī)2的定子固連，電機(jī)2的轉(zhuǎn)子與第二行走機(jī)構(gòu)固連；電機(jī)1的定子與機(jī)架固連。

電機(jī)1與電機(jī)2為帶自鎖的步進(jìn)電機(jī)。

所述第二行走機(jī)構(gòu)包括T形架，T形架通過第一通孔與電機(jī)2的轉(zhuǎn)子固連；T形架的一條橫臂與電機(jī)3的定子固連，曲柄一端與電機(jī)3的轉(zhuǎn)子固連，另一端與連桿鉸接，連桿的另一端與搖桿上的第二通孔鉸接；T形架的另一條橫臂與螺母的凸臺(tái)上的第三通孔鉸接，螺母在絲杠的驅(qū)動(dòng)下沿絲杠軸線上下移動(dòng)；絲杠一端伸入絲杠支撐座的支撐孔內(nèi)，另一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)4的轉(zhuǎn)子連接，電機(jī)4的定子通過第一電機(jī)固定架和第二電機(jī)固定架與搖桿固連，絲杠支撐座與搖桿固連。

所述搖桿的一端與彈簧固連，彈簧的另一端與足底的平面端固連，足底的另一端為球面。

所述電機(jī)3位伺服電機(jī)，所述電機(jī)4為帶自鎖的步進(jìn)電機(jī)。

所述第二通孔的軸線與第三通孔的軸線的公垂線與絲杠的軸線平行。

擺桿與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的自由度J2、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中曲柄自由度J3、滾珠絲杠機(jī)構(gòu)中絲杠與螺母構(gòu)成的自由度J4均位于XOY平面內(nèi)，擺桿與機(jī)架構(gòu)成的自由度J1位于XOZ平面內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

（1）本發(fā)明所述仿生八足特種機(jī)器人可以通過機(jī)構(gòu)調(diào)整，模仿多種八足類生物，如蜘蛛、螃蟹等，整體的運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)，結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、變化靈活具有越障功能；

（2）本發(fā)明所述仿生八足特種機(jī)器人各機(jī)械足上的電機(jī)1、電機(jī)2、電機(jī)3、電機(jī)4各自獨(dú)立互相配合，控制靈活；